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3800Ah大容量磷酸铁锂电池模组绝热温升特性测试案例

2025-06-23

3800Ah大容量磷酸铁锂电池模组绝热温升特性测试案例

摘要:本文由合肥格朗检测科技有限公司利用BAC-1000A大型电池绝热量热仪,对3800Ah磷酸铁锂电池模组的绝热温升行为进行系统性研究,填补了储能电池模组绝热温升数据的行业空白,为储能系统的热安全设计与预警机制提供了科学依据,获得了模组绝热温升温 度曲线及台阶温升速率数据,明确了该模组的热安全特性。

一、测试背景与目的

随着电化学储能规模的快速扩张,储能用锂电池技术取得了显著进展,其应用场景也日趋复杂。国家市场监督管理总局与国家标准化管理委员会于2023年12月28日发布了新版GB/T36276-2023《电力储能用锂离子电池》,并于2024年7月1日正式实施。新国标在热安全性能试验中仅规定了单体电池的绝热温升实验要求,未涉及模组及以上规格的测试标准,但在储能应用场景中,电池多以模组形式运行,因此模组的绝热温升数据对储能安全至关重要。

合肥格朗检测科技有限公司针对这一行业空白,利用BAC-1000A大型电池绝热量热仪对3800Ah磷酸铁锂电池模组进行测试,旨在获得该模组绝热温升温 度曲线,并对台阶温升速率数据进行分析,记录实验过程中的现象,为储能行业相关人员明确磷酸铁锂储能模组的热安全特性,设置储能系统安全预警和优化电池安全设计提供数据支撑。

二、实验部分

1. 样品准备

实验样品为3800Ah磷酸铁锂电池模组*2(#01和#02)、6061铝合金*1(与电池样品同尺寸)。测试前对样品进行外观检查,确保无明显物理损伤及电解液泄漏,记录初始状态参数。

3800Ah电池绝热温升测试装样示意图

2. 实验条件

实验仪器:仰仪科技BAC-1000A大型电池绝热量热仪,该仪器自放热检测灵敏度远优于标准检测阈值0.02℃/min,具备创新加热丝辅助加热方案,实验效率最高可提升5倍,且配备爆破片、泄压阀、抗爆箱等安全防护措施。

工作模式:绝热温升模式
   环境温度:10℃
   数据采集间隔:1s(温差基线模式)、0.01min(绝热温升模式)

仰仪BAC-1000A大型电池绝热量热仪

3. 实验步骤

(1)温差基线模式实验

  1. 打开大型电池绝热量热仪炉盖,将贴好辅助加热丝的标准铝块固定于量热仪腔体内,并利用耐高温胶带将热电偶贴合于铝块侧面中心点;

  2. 将辅助加热丝通过炉壁电极柱连接到恒流源上;

  3. 关闭炉盖,拧紧炉盖全部螺栓;

  4. 在操作软件上切换至"实验参数"界面,选择"温差基线"模式,按表1设置实验参数;

  5. 在操作软件上切换至"实验界面",点击"开始"按钮启动实验。

实验模式启动区间温度(℃)启动区间恒温时间(min)台阶目标恒温时间(min)台阶升温步长(℃)实验结束温度(℃)
温差基线40900-10130

表1 温差基线实验条件设置

(2)绝热温升模式实验

  1. 打开大型电池绝热量热仪炉盖,将电池样品固定于量热仪腔体内,并利用耐高温胶带将热电偶贴合于模组大面中心点;

  2. 关闭炉盖,拧紧螺栓;

  3. 在操作软件上切换到"实验参数"界面,选择"绝热温升"模式,按表2设置实验参数;

  4. 在"实验界面"点击"开始"按钮,开始实验。

实验模式启动区间温度(℃)启动区间恒温时间(min)台阶目标恒温时间(min)搜寻时间(min)台阶升温步长(℃)实验结束温度(℃)
绝热温升模式4030060205130

表2 绝热温升实验条件设置

三、实验结果与分析

#01电池绝热温升特性试验(a)电池升温曲线和(b)温升速率-温度曲线

#01电池绝热温升特性试验(a)电池升温曲线和(b)温升速率-温度曲线


#02电池绝热温升特性试验(a)电池升温曲线和(b)温升速率-温度曲线

#02电池绝热温升特性试验(a)电池升温曲线和(b)温升速率-温度曲线


电池单体绝热温升特性试验数据记录表

3800Ah电池单体绝热温升特性试验数据记录表

从实验数据可知,两个模组的台阶温升速率总体随着模组温度的升高而升高,其规律与电池单体规律一致,表明BAC-1000A大型电池绝热量热仪可精准测定小型模组的绝热温升行为。当温度达到130℃时,两个模组的台阶温升速率均达到0.02℃/min,此时判定模组中单体电池的自放热开始,因此设定该款模组的一级安全报警温度为130℃,能对储能系统做出有效的预警。

实验过程中,该款模组未发生起火、爆炸,也没有在电池单体泄压阀以外的地方发生破裂,说明该模组在实验条件下具有较好的安全性。

3800Ah电池绝热温升实验后的#01电池

四、结论

合肥格朗检测科技有限公司利用BAC-1000A大型电池绝热量热仪进行GB/T 36276-2023《电力储能用锂离子电池》绝热温升特性试验,科学、准确地测定了3800Ah大容量磷酸铁锂储能模组在绝热环境中的自放热温升速率,为电力储能行业设计安全预警系统和储能电池的热安全与热管理设计提供了关键数据支撑。该测试填补了储能电池模组绝热温升数据的行业空白,助力储能系统安全性能优化。

合肥格朗检测科技有限公司简介

合肥格朗检测科技有限公司专注于锂电池安全检测领域,配备BAC-1000A等高端检测设备,可提供从电池单体到模组的绝热温升、热失控、产气特性等全流程检测服务,助力企业提升电池产品安全性,推动储能行业技术进步。

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